粉煤灰地聚物混凝土的抗压性能研究

李 智 王 凯 石宵爽

（四川大学建筑与环境学院， 四川 成都 610065）

国内外多数工程均以混凝土为主要建筑物材料，但混凝土的生产、使用过程中会排放大量CO2，从而带来环境污染的问题[1]。据估计，每生1kg的水泥会释放0.73～0.99kg 的 CO2[2]。而粉煤灰是火力发电厂以及城市供热系统产生的一种工业废料，如果随意排放到大自然， 会造成大量土地污染、空气污染、水资源污染等严重的环境污染的恶劣问题。处理粉煤灰的方式方法有很多，用粉煤灰制作地质聚合物是一个非常可行的方法[3]，不仅可以减少CO2的排放，还可以实现粉煤灰再利用。

1 试验材料

本文研究需要用到普通混凝土试件和粉煤灰基地质聚合物混凝土试件，其原料为： 普通混凝土：粗骨料（花岗岩碎石）、细骨料（普通河砂）、水泥（普通硅酸盐水泥）、 水（普通自来水）、减水剂。地质聚合物新型混凝土：粗骨料（与普通混凝土一样）、细骨料（与普通混凝土一样）、 粉煤灰、碱激发液（包含氢氧化钠 NaOH 溶液和硅酸23，配制氢氧化钠溶液要用纯净水水，碱激发液需提前一天配制）。两种混凝土配合比见表1

表1 两种混凝土的配合比

2 试验设计与分析

2.1 试验仪器及方法

本试验采用的试验加载设备为 200T 液压压力试验机。在 3d、7d、28d 测混凝土的抗压强度与抗折强度均使用该试验机。试验测抗压强度，将试件放到加载台正中间直接加载；测抗折强度采用三分点加载，支座两端各 50mm，中间两加载点间距 100mm，将中间部分均分为三等份。

2.2 密度

在普通混凝土与地质聚合物混凝土养护 28d后，分别取出 3个标准试件150*150*150mm立方块，擦净立方块表面，放到电子称上测立方块质量，并由此计算得到普通混凝土密度为2356 /m ,地质聚合物混凝土密度为2508 □m,可以看出，在该配比下的两种混凝土的密度相差不是很大。

2.3 抗压强度

在混凝土的各类力学性能指标上，抗压强度是混凝土最基本，也是最重要的力学性能。抗压强度的测试分别在 3d、7d、28d，详细观察地质聚合物混凝土抗压强度的变化趋势。测量的抗压强度数据见表2。

表2 混凝土立方块（100*100*100mm）抗压强度

从上表可以看出，3d 时的地质聚合物混凝土的抗压强度明显高于普通混凝土，约高于 37.62% ；而 7d、28d 的地质聚合物混凝土的抗压强度则小于普通混凝土，分别低于 1.58% ，3.93%。同时可以看出,两种混凝土抗压强度总的变化趋势是随着养护时间的增加，抗压强度逐渐增大。并且,普通混凝土的增加趋势比地质聚合物混凝土增加的更快。

3 结论

综合以上的数据以及图表可以得出以下结论：

（1）早期地质聚合物混凝土的抗压强度明显高于普通混凝土抗压强度，随后地质聚 合物混凝土的抗压强度逐渐低于普通混凝土。

（2）普通混凝土的抗压强度随时间增加而增大，地质聚合物混凝土开始有略微下降， 随后抗压强度随时间增加而增大。

（3）普通混凝土抗压强度增长速率略高于地质聚合物混凝土。